近年來，AIoT這一詞匯漸漸活躍在人們的視野中,。所謂的AIoT，即AI＋I(xiàn)oT,，意思是將人工智能技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,，形成新的一門融合學(xué)科。伴隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將趨向于智能化,，從而形成AIoT人工智能物聯(lián)網(wǎng)，使“萬(wàn)物互聯(lián)”向“萬(wàn)物智聯(lián)”進(jìn)化,。
當(dāng)然,，技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)需求是密不可分的。人們面對(duì)智能化應(yīng)用的需求越來越多,，AIoT就面臨著更加復(fù)雜的場(chǎng)景,，人們需要為其提供更高效的計(jì)算以獲得更快的響應(yīng),。值此背景下，AIoT芯片應(yīng)運(yùn)而生,，在面向AIoT場(chǎng)景任務(wù)時(shí),，它比傳統(tǒng)通用芯片在算力及功耗上的更加具備優(yōu)勢(shì)。
AIoT芯片是什么,？
什么是AIoT芯片？眾所周知,，IoT設(shè)備與手機(jī)這類移動(dòng)通訊設(shè)備是不一樣的,，IoT設(shè)備多種多樣，面對(duì)的場(chǎng)景應(yīng)用也不同,，對(duì)AI算力的要求也有所差別?，F(xiàn)階段尚未開發(fā)出能夠跨設(shè)備形態(tài)存在的通用芯片架構(gòu)。因此,，只有從IoT的場(chǎng)景出發(fā),，設(shè)計(jì)定制化的芯片架構(gòu)，才能在大幅提升性能的同時(shí),，降低功耗和成本,。同時(shí)滿足AI算力以及跨設(shè)備形態(tài)的需求，這樣的專用芯片,，被稱之為AIoT芯片,。
實(shí)際上，AIoT芯片并不是一個(gè)獨(dú)立的芯片個(gè)體,，目前市場(chǎng)首批AIoT芯片幾乎都是結(jié)合了CPU,、GPU、FPGA和DSP等核心零部件組合而成,。不過青出于藍(lán)而勝于藍(lán),，AIoT芯片與傳統(tǒng)芯片相比確實(shí)存在不少差別。
在這里我們以自動(dòng)駕駛場(chǎng)景為例,，介紹下AIoT芯片和傳統(tǒng)芯片的區(qū)別：
從性能層面出發(fā),，當(dāng)自動(dòng)駕駛在遇到路面前方的紅綠燈時(shí)，如果采用CPU進(jìn)行運(yùn)算,，那么車輛可能已經(jīng)產(chǎn)生了闖紅燈等違章行為,，因?yàn)檫\(yùn)算速度太慢，還來不及反應(yīng),；如果采用GPU進(jìn)行運(yùn)算,，運(yùn)算速度會(huì)大幅增加，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生巨大功耗,，很有可能汽車確實(shí)在遇到紅燈時(shí)停下了,，可能不是因?yàn)榧t燈才停下，而是耗能都供給了GPU運(yùn)算之用，已經(jīng)沒有多余的能耗繼續(xù)前行了,；相比之下,，采用AIoT芯片不僅能大幅提升自動(dòng)駕駛過程中的運(yùn)算速度問題，還能減少能耗,。
從工藝制造層面來說,，AIoT芯片由于應(yīng)用場(chǎng)景和AI算法相對(duì)確定，因此在硬件設(shè)計(jì)上要求更加專業(yè)化,。傳統(tǒng)的CPU和GPU芯片采用基于指令流的馮諾依曼式計(jì)算架構(gòu)和計(jì)算模式來運(yùn)行,，而AIoT芯片多采用類腦或仿腦的架構(gòu)方式，能夠突破內(nèi)存墻的計(jì)算瓶頸,。因此,，相較傳統(tǒng)芯片而言，AI芯片可以利用更低的主頻,、更小的芯片面積,，完成AI計(jì)算任務(wù)，實(shí)現(xiàn)成本,、功耗,、算力等多樣化需求之間的完美平衡。
這些企業(yè)啟動(dòng)布局,，搶占市場(chǎng)先機(jī)
華為
華為除了在移動(dòng)芯片領(lǐng)域具有代表作海思麒麟芯片以外,，在AIoT芯片領(lǐng)域同樣不甘示弱。率先切入的應(yīng)用領(lǐng)域也相當(dāng)貼近百姓的生活,，那就是智能電視,。
華為榮耀最近推出的鴻鵠818性能頗為強(qiáng)悍，搭載VideoDecoder模塊可以支撐8K＠30Hz的視頻播放,，播放8K視頻,，相當(dāng)于播放4倍的4K視頻。這代表著采用鴻鵠818芯片的設(shè)備在打開目前主流的4K視頻時(shí),，從點(diǎn)擊到開始播放僅需1．3秒,，相比競(jìng)品速度快了近一倍。
榮耀還曾表示,，是以做手機(jī)的精神來做智慧電視,。可以想象在這款產(chǎn)品上,，將會(huì)有很多在傳統(tǒng)電視上無(wú)法想象的新功能,，而出色的芯片性能是實(shí)現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)。
百度
2018年7月,，百度在AI開發(fā)者大會(huì)發(fā)布了中國(guó)第一款云端全功能AI芯片“昆侖”,，其中包含訓(xùn)練芯片昆侖818－300,、推理芯片昆侖818－100，主要面向AI大規(guī)模運(yùn)算需求,。
時(shí)隔一年,，百度又交出了亮眼的成績(jī)單。在今年的AI開發(fā)者大會(huì)上,，百度新推出鴻鵠芯片,，繼昆侖芯片發(fā)布后芯片層面又一力作。作為百度自主研發(fā)的AIoT芯片,，鴻鵠芯片主要面向智能語(yǔ)音應(yīng)用,，而且還采取了車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，無(wú)論是在智能硬件上,，還是在未來汽車智能語(yǔ)音應(yīng)用上，都留有非常大的想象空間,。
阿里巴巴
阿里近年來對(duì)待科技研發(fā)格外的積極,，除了最早成立的“達(dá)摩院”、“羅漢堂”以外,，又成立了一家芯片公司“平頭哥”,。
正所謂生死看淡，不服就干,?！捌筋^哥”在芯片研發(fā)領(lǐng)域也不落人后。就在最近,，“平頭哥”正式發(fā)布了首款A(yù)IoT芯片,，名字也很有意思，名叫玄鐵910,。要知道,，“玄鐵”之名來自于金庸小說中獨(dú)孤求敗所用的第一神劍“重劍無(wú)鋒，大巧不工”,，后被郭靖夫婦熔鑄成倚天劍和屠龍刀,。這莫非意味著，玄鐵910將成為AIoT芯片業(yè)界“神器”般的存在,？
果然,，據(jù)資料顯示，玄鐵910已成為目前業(yè)界性能最強(qiáng)的RISC－V處理器之一,，算力高居全球第一,，Coremark跑分更是超過第二名40％以上。玄鐵910單核性能達(dá)到7．1Coremark／MHz,，主頻達(dá)到2．5GHz,，性能極其強(qiáng)大,，能應(yīng)用于5G、人工智能以及自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域,。未來,，平頭哥還要打造面向汽車、家電,、工業(yè)等諸多行業(yè)領(lǐng)域的智聯(lián)網(wǎng)芯片平臺(tái),。
小米
可能很多人無(wú)法想象小米也會(huì)是AIoT芯片布局者之一。小米旗下華米科技曾發(fā)布了全球可穿戴領(lǐng)域第一顆AI芯片“黃山1號(hào)”,，它由RISC－V開源指令集構(gòu)成,，集成了AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，可在不聯(lián)網(wǎng)的情況下進(jìn)行本地的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理,，通過內(nèi)置HeartRate,、ECGEngine、ECGEnginePro,、Arrhythmias四大驅(qū)動(dòng)引擎,，華米科技實(shí)現(xiàn)了對(duì)心率、心電,、心律失常等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析,，可廣泛應(yīng)用在各類智能可穿戴設(shè)備中。
今年4月,，小米集團(tuán)發(fā)布內(nèi)部郵件宣布：旗下松果電子團(tuán)隊(duì)重組,，部分分拆組建新公司南京大魚半導(dǎo)體，專注于IoT芯片,；松果電子則繼續(xù)專注于手機(jī)SoC芯片研發(fā),。
小米做出這樣的決定，其實(shí)不難理解,。手機(jī)芯片是一項(xiàng)研發(fā)投入極高,、回報(bào)周期長(zhǎng)以及長(zhǎng)期技術(shù)沉淀的工作。自從2017年澎湃芯片S1沉寂之后,，小米的手機(jī)芯片研發(fā)陷入了僵局,。即使是海思麒麟芯片從研發(fā)到商用，再到抗衡國(guó)際廠商也經(jīng)歷相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,。但反觀在智能家居領(lǐng)域,，小米很早就開始了布局，如今已經(jīng)形成了“小米生態(tài)鏈”的優(yōu)勢(shì),，AIoT已經(jīng)成為小米最為重要的戰(zhàn)略方向,，布局AIoT芯片也是意料之中。
聯(lián)發(fā)科
在今年4月,，聯(lián)發(fā)科發(fā)布了兩大AIoT芯片平臺(tái),，分別是i300和i500,。i300適用于語(yǔ)音和視覺設(shè)備應(yīng)用，能夠用于開發(fā)面向家庭,、物聯(lián)網(wǎng)及其他便攜設(shè)備的產(chǎn)品,；i500則集成了更強(qiáng)大的AI處理器，雙核AI處理器（DSP）工作頻率達(dá)500MHz,，支持深度學(xué)習(xí),、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速和計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用，適用于面部識(shí)別,、對(duì)象識(shí)別,、場(chǎng)景識(shí)別分析、光學(xué)字符識(shí)別等場(chǎng)景,。
7月,，聯(lián)發(fā)科又推出了最新一代AIoT芯片平臺(tái)i700，采用八核架構(gòu),，集成了兩個(gè)工作頻率2．2GHz的ARMCortex－A75處理器與六個(gè)工作頻率為2．0GHz的Cortex－A55處理器,，同時(shí)搭載工作頻率為970MHz的IMG9XM－HP8圖形處理器，還搭載了聯(lián)發(fā)科技的CorePilot技術(shù),，應(yīng)用于智慧城市、智能樓宇和智能制造等領(lǐng)域,。
恩智浦
恩智浦可謂是AIoT芯片里“骨灰級(jí)”玩家之一,。早在18年2月，恩智浦就推出了AIoT芯片,，這款芯片集恩智浦的i．MX應(yīng)用處理器系列和Wi－Fi／藍(lán)牙解決方案于一體,，并集成到更小的尺寸空間中。
這不僅解決了當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)定制化芯片的尺寸極度受限的難題,，而且還提供了更高的跨系統(tǒng)效率,。這種前瞻性的設(shè)計(jì)也給后來的布局者帶來不少靈感。
紫光展銳
今年7月,，紫光展銳在ArmPSA安全架構(gòu)技術(shù)研討會(huì)上分享了基于Arm PSA框架的安全AIoT芯片解決方案,。
據(jù)了解，這套AIoT芯片解決方案面向業(yè)界客戶端到端,，具備安全可信運(yùn)算能力和通信能力,，能實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別并支持不同廠商設(shè)備間的協(xié)議和資料交換，解決物聯(lián)網(wǎng)碎片式的互通問題,，同時(shí)還將兼容各種廠商設(shè)備的接入方式,，實(shí)現(xiàn)24／7實(shí)時(shí)管理和失效預(yù)測(cè)，并對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻譜和服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化,，為用戶提供優(yōu)異的使用體驗(yàn),。
云知聲
2018年上半年,，云知聲推出了首款A(yù)IoT芯片UniOne，并帶來其解決方案雨燕（Swift）,。據(jù)悉,，該芯片由云知聲自主研發(fā)，采用云知聲自主AI指令集,，搭載具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DeepNet,、uDSP（數(shù)字信號(hào)處理器），支持DNN／LSTM／CNN等多種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,，性能較通用芯片方案提升超50倍,。
雨燕（Swift）則采用了CPU＋uDSP＋DeepNet架構(gòu)，支持8／16bit向量,、矩陣運(yùn)算,，基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可將面向語(yǔ)音AI的并行運(yùn)算性能發(fā)揮到極致,，在更低成本和功耗下提供更高的算力,。
中天微
此前，在中興事件期間,，芯片一詞漸受重視,，“自主造芯”的企業(yè)也成為了國(guó)內(nèi)資本熱捧的對(duì)象。也是在那時(shí),，阿里收購(gòu)了中國(guó)大陸唯一的自主嵌入式CPUIPCore公司中天微,。
完成收購(gòu)后不久，中天微就發(fā)布了全新AIOT芯片,，作為全球首款支持物聯(lián)網(wǎng)安全的RISC－V處理器,，這款芯片也是全球首款帶TEE的RISC－V嵌入式芯片。中天微表示,，“自主架構(gòu)CPU＋RISC－V兼容”硬件架構(gòu)將逐漸融合在在阿里巴巴物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略中,，發(fā)揮巨大的作用。
瑞芯微
CES2019消費(fèi)電子展上,，瑞芯微發(fā)布旗下內(nèi)置高能效NPU的AIoT芯片解決方案：RK1808,。
據(jù)悉，RK1808AIoT芯片CPU采用雙核Cortex－A35架構(gòu),，NPU峰值算力高達(dá)3．0TOPs,，VPU支持1080P視頻編解碼，支持麥克風(fēng)陣列并具有硬件VAD功能,，支持?jǐn)z像頭視頻信號(hào)輸入并具有內(nèi)置ISP,。
此外，RK1808具備極致低功耗,、超強(qiáng)AI運(yùn)算能力,、豐富的AIoT應(yīng)用接口以及易于開發(fā)的特性,，也將高效賦能AIoT生態(tài)鏈及開發(fā)者對(duì)技術(shù)與場(chǎng)景匹配的需求。
AIoT芯片潛力無(wú)限,，未來兵家必爭(zhēng)之地
隨著AIoT技術(shù)深入應(yīng)用到各個(gè)生活層面,，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間將加速數(shù)據(jù)交互，促進(jìn)數(shù)據(jù)融合,，形成全新的智能物聯(lián)生態(tài)系統(tǒng),。人們的生活也會(huì)越來越便捷、越來越智能,。同時(shí),，也會(huì)產(chǎn)生更多的生活場(chǎng)景需求。
對(duì)AIoT廠商來說,，市場(chǎng)多樣化的需求包含了感知層,、接入層、網(wǎng)絡(luò)層,、服務(wù)管理層以及應(yīng)用層五個(gè)層級(jí)的技術(shù)建設(shè),。其中，感知層就如同AIoT設(shè)備的大腦中樞,，是最基礎(chǔ)也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),，AIoT芯片技術(shù)很大程度上決定了整個(gè)產(chǎn)品的好壞。加上如今芯片制造工藝的成熟,，以及AI算法算力的加速演進(jìn),。可以預(yù)見,，AIoT芯片必將成為未來的兵家必爭(zhēng)之地，誰(shuí)掌握了AIoT芯片,，也就等于在AIoT領(lǐng)域站穩(wěn)了腳步,，為未來智能網(wǎng)聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)一體化建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。